Wie heißt das Speichern / Packen vieler Boolescher Zustände in eine Zahl?

Es ist eine Art einfache Komprimierung, bei der Sie eine numerische Variable verwenden, um viele boolesche / binäre Zustände zu speichern. Dabei wird die Verdopplung verwendet und jede Verdopplungszahl ist 1 + die Summe aller vorherigen.

Ich bin sicher, es muss eine alte, bekannte Technik sein. Ich würde gerne wissen, wie sie heißt, um richtig darauf zu verweisen. Ich habe mehrere Suchanfragen durchgeführt, um es zu beschreiben, aber nichts anderes als einige Blog-Artikel gefunden, bei denen die Artikelautoren dies anscheinend selbst herausgefunden haben und nicht wissen, wie sie es nennen sollen ( Beispiel 1 , Beispiel 2 ).

Zum Beispiel ist hier eine sehr einfache Implementierung, um das Konzept zu veranschaulichen:

packStatesIntoNumber () {
  let num = 0
  if (this.stateA) num += 1
  if (this.stateB) num += 2
  if (this.stateC) num += 4
  if (this.stateD) num += 8
  if (this.stateE) num += 16
  if (this.stateF) num += 32
  return num
}

unpackStatesFromNumber (num) {
  assert(num < 64)
  this.stateF = num >= 32; if (this.stateF) num -= 32
  this.stateE = num >= 16; if (this.stateE) num -= 16
  this.stateD = num >= 8; if (this.stateD) num -= 8
  this.stateC = num >= 4; if (this.stateC) num -= 4
  this.stateB = num >= 2; if (this.stateB) num -= 2
  this.stateA = num >= 1; if (this.stateA) num -= 1
}

Sie könnten auch bitweise Operatoren verwenden, das Parsen von Zahlen zur Basis 2, Aufzählungen ... Es gibt viel effizientere Möglichkeiten, dies zu implementieren. Ich interessiere mich für den Namen des Ansatzes im Allgemeinen.

Es wird am häufigsten als Bitfeld bezeichnet , und ein anderer Begriff, den Sie häufig hören, sind Bitmasken , mit denen einzelne Bitwerte oder das gesamte Bitfeld auf einmal abgerufen oder festgelegt werden.

Viele Programmiersprachen haben dazu Hilfsstrukturen. Wie @BernhardHiller in den Kommentaren festhält, enthält C # Aufzählungen mit Flags . Java hat die EnumSet- Klasse.

Seltsame, ziemlich unterschiedliche Begriffe, aber ich sehe keinen, der mir sofort in den Sinn gekommen ist (und das steht im Titel Ihrer Frage!) - Bit-Packing ist das, was ich schon immer gehört habe.

Ich hatte gedacht, dass dies wirklich offensichtlich ist, aber seltsamerweise, wenn ich es google, scheint es ein Begriff zu sein, der weit verbreitet, aber nicht offiziell definiert ist Prozess). Das Suchen nach der Definition scheint zu dieser Seite zu führen:

http://www.kinematicsoup.com/news/2016/9/6/data-compression-bit-packing-101

Was für SO-Zwecke nicht besonders gut ist, aber die beste Definition / Beschreibung ist, die ich finden kann, einschließlich dieser kurzen Beschreibung: "Bit-Packing ist ein einfaches Konzept: Verwenden Sie so wenig wie möglich, um Daten zu speichern."

Es gibt viele verschiedene Begriffe, die verwendet werden, um dies zu beschreiben.

Am häufigsten werden die Bits "Bitflags" oder "Bitfelder" genannt.
(Es ist jedoch anzumerken, dass sich "Bitfelder" manchmal auf ein bestimmtes Merkmal der Sprachen C und C ++ beziehen, das zwar verwandt ist, aber nicht genau dasselbe.)

Die ganze Zahl selbst wird je nach Verwendung und Umständen auf verschiedene Weise entweder als "Bit-Array", "Bit-Set" oder "Bit-Vektor" bezeichnet.

In beiden Fällen erfolgt das Extrahieren der Bits aus der Bitmenge / dem Vektor / dem Array durch Verschieben und Maskieren.
(dh mit einer Bitmaske .)

Für einige Beispiele für jeden aktiven Begriff:

• Der Wikipedia-Artikel zu diesem Thema trägt den Titel " Bit-Array ". Er wird auch als "Bitmap", "Bit-Set", "Bit-String" oder "Bit-Vektor" bezeichnet.
• C ++ verwendet std::bitset
• Java verwendet BitSet
• C # verwendet BitArray
• Stackoverflow hat die Tags bitvector, bitarrayundbitset
• Auf PyPi gibt es ein bitarrayProjekt und ein BitVectorProjekt

Es ist nicht wirklich relevant für die Frage, aber ich möchte sagen: Bitte verwenden Sie Addition und Subtraktion nicht, um Bits zu setzen und zu löschen, da diese Methoden fehleranfällig sind.
(Wenn Sie dies num += 1zweimal tun , entspricht das Ergebnis num += 2.)

Verwenden Sie stattdessen lieber die entsprechenden bitweisen Operationen, wenn Ihre gewählte Sprache diese bereitstellt:

packStatesIntoNumber ()
{
  let num = 0
  if (this.stateA) num |= 1
  if (this.stateB) num |= 2
  if (this.stateC) num |= 4
  if (this.stateD) num |= 8
  if (this.stateE) num |= 16
  if (this.stateF) num |= 32
  return num
}

unpackStatesFromNumber (num)
{
  this.stateF = ((num & 32) != 0);
  this.stateE = ((num & 16) != 0);
  this.stateD = ((num & 8) != 0);
  this.stateC = ((num & 4) != 0);
  this.stateB = ((num & 2) != 0);
  this.stateA = ((num & 1) != 0);
}